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计算机网络基础与应用(第三版)模块一计算机网络基础汇报人：AA2024-01-21计算机网络概述网络体系结构物理层技术数据链路层技术网络层技术传输层技术应用层技术CATALOGUE目录计算机网络概述01计算机网络的定义与发展定义计算机网络是由多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在相应软件支持下实现数据通信和资源共享的系统。发展历程从20世纪60年代的ARPANET到如今的Internet，计算机网络经历了从局域网到广域网、从低速到高速、从单一数据通信到多媒体通信的发展历程。计算机网络的组成与分类组成计算机网络主要由资源子网和通信子网两部分组成。资源子网包括主机、终端、外设等，负责数据处理和资源共享；通信子网包括通信设备和通信线路，负责数据传输和交换。分类根据网络覆盖范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）；根据传输介质，可分为有线网和无线网；根据网络拓扑结构，可分为星型、环型、总线型等。计算机网络的功能与应用功能计算机网络具有数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡等功能，可以大大提高计算机的效率和性能。应用计算机网络已经渗透到社会的各个领域，如电子商务、在线教育、远程医疗、智能制造等。同时，随着云计算、大数据、物联网等技术的发展，计算机网络的应用前景将更加广阔。网络体系结构02网络协议与层次结构网络协议层次结构网络协议是计算机网络中通信双方必须遵循的规则和约定，它规定了通信双方如何建立连接、传输数据和断开连接。网络协议通常包括语法、语义和时序三个要素。计算机网络体系结构采用分层的思想，将复杂的网络通信问题分解为若干个相对简单的子问题，每个子问题对应于网络体系结构中的一个层次。各层之间相互独立，通过层间接口进行通信。VSOSI参考模型物理层网络层物理层负责传输比特流，提供机械、电气、功能和规程等方面的特性。网络层负责分组交换和路由选择，确保数据能够从源主机传输到目的主机。数据链路层数据链路层负责将比特流组合成帧，以及帧的发送和接收。此外，数据链路层还提供差错控制和流量控制等功能。OSI参考模型传输层表示层传输层提供端到端的可靠数据传输服务，建立、管理和终止虚电路或数据报会话。表示层负责对数据进行编码和转换，以确保发送方和接收方能够正确理解数据。会话层应用层应用层提供网络服务与用户应用程序之间的接口，包括文件传输、电子邮件、远程登录等应用协议。会话层负责建立、管理和终止会话，提供同步和对话控制机制。TCP/IP参考模型网络接口层网际层传输层应用层网络接口层对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层，负责数据的接收和发送。网际层对应于OSI参考模型的网络层，负责处理分组在网络中的活动，如分组的选路。该层协议包括IP、ICMP、IGMP等。传输层对应于OSI参考模型的传输层，提供端到端的通信服务。该层协议包括TCP和UDP。应用层对应于OSI参考模型的应用层、表示层和会话层，为用户提供各种网络服务与应用程序接口。该层协议包括HTTP、FTP、SMTP等。物理层技术03传输介质010203双绞线同轴电缆光纤由两根互相绝缘的铜导线绞合而成，可传输模拟或数字信号。由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，具有较高的带宽和抗干扰能力。以光波为载体，利用全反射原理传输信息，具有传输距离远、带宽高、抗干扰能力强等优点。物理接口与标准EIA/TIA-232接口标准01定义了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准，采用负逻辑电平。EIA/TIA-449接口标准02在EIA/TIA-232基础上进行改进，采用差分信号传输方式，提高了传输距离和抗干扰能力。RJ-45接口03一种常见的以太网接口，采用8针模块化插头，支持双绞线连接。数据编码与调制技术非归零编码（NRZ）曼彻斯特编码一种简单的二进制编码方式，高电平表示1，低电平表示0。将每个比特时间分成两个相等的时间段，前半个时间段电平跳变表示1，后半个时间段电平不跳变表示0。差分曼彻斯特编码脉冲编码调制（PCM）在曼彻斯特编码基础上进行改进，通过检测相邻两个比特时间段的电平变化来判断数据。将模拟信号转换为数字信号的过程，包括采样、量化和编码三个步骤。数据链路层技术04数据链路层概述数据链路层的定义和功能数据链路层是计算机网络体系结构中的一层，负责在相邻节点之间建立可靠的数据传输链路，实现数据的可靠传输和差错控制。数据链路层的服务数据链路层向上层提供无差错的数据传输服务，使得上层协议能够可靠地进行通信。数据链路层的协议数据链路层协议定义了数据帧的格式、传输规则以及差错控制方法等，常见的协议有PPP、HDLC等。差错控制方法奇偶校验01通过在数据中添加一个校验位，使得数据中1的个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），从而检测数据中